Studnie depresyjne należą do jednych z najczęściej wybieranych metod stosowanych w celu obniżenia poziomu wód gruntowych. Obniżenie zwierciadła wody może być czasowe lub stałe. Czasowe obniżenie zwierciadła wód gruntowych stosuje się w przypadku głębokich wykopów fundamentowych, stałe natomiast w przypadku pomieszczeń podziemnych (w celu zabezpieczenia ich przed wodą) lub głębokich przekopów kolejowych i drogowych po to by zapewnić odpowiednią stateczność skarp lub zboczy. Obniżenie czasowe realizuje się często za pomocą studni depresyjnych lub igłofiltrów, natomiast stałe najczęściej za pomocą drenażu z odpływem grawitacyjnym bądź przepompowaniem wody. Studnie depresyjne i igłofiltry przeważnie wykonuje się pionowo, zaś dreny – poziomo z niewielkim nachyleniem.
Studnie depresyjne – warunki
Podstawowym wymogiem takich instalacji jest zapewnienie prawidłowego przepływu wody do filtrów oraz niedopuszczenie do tego aby drobne cząstki zostały wymyte z odwadnianego gruntu. Rozwiązaniem spełniającym takie wymagania jest montaż filtra w najbardziej przepuszczalnej warstwie i zastosowanie odpowiednio dobranej wielkości zasypki filtracyjnej. W przypadku drenażu efekt ten można osiągnąć – poprzez szczelne ułożenie sączków z dodatkowym owinięciem styków papą bitumiczną. Projektowanie studni depresyjnej wiąże się z zastosowaniem odpowiednich wzorów, uwzględniających układ warstw wodonośnych oraz współczynnik filtracji gruntu. Ponieważ właściwości filtracyjne warstw wodonośnych są bardzo zmienne i nieregularne w ich układzie, stosowanie wzorów jest niewątpliwie dużym przybliżeniem, dlatego należy stosować odpowiednie współczynniki pewności.
Dla zapewnienia prawidłowej pracy studni bardzo ważne jest dobranie właściwego wymiaru oczek siatki filtru. Zaleca się stosowanie siatki o szerokości oczek bs odpowiadającej:
\(b_s ≈ d_{50}
\)
gdzie:
- d50– średnica ziarna, odpowiadającego 50% zawartości na krzywej uziarnienia odwadnianego piasku.
Jeśli do zasypania filtra stosuje się gruboziarnisty piasek lub żwir, należy wówczas spełnić następujące warunki:
\(5d_{85} > D_{15} > 5d_{15}
\) \(
b_s ≈ D_{50}
\)
gdzie:
- D15 i D50 — średnice ziaren, odpowiadających 15 i 50% zawartości na krzywej uziarnienia obsypki,
- d15 i d50 — średnice ziaren odpowiadających 15 i 85% zawartości na krzywej uziarnienia.
Spełnienie powyższych warunków zapewnia prawidłowy przepływ wody wraz z ochroną przed wypłukiwaniem drobnych ziaren do studni.
Kiedy stosować studnie depresyjne?
Studnie depresyjne należy stosować, w sytuacji gdy warstwa wodonośna ma stosunkowo duży współczynnik, których wodoprzepuszczalność kształtuje się na poziomie: £10 > l m/dobę (1,2 x 10-5 m/s). Dla gruntów jednorodnych o wodoprzepuszczalności k < l m/dobę należy stosować igłofiltry, pracujące z podciśnieniem, co powoduje ssanie wody z porów znajdujących się w gruncie.
Filtry do studni depresyjnych należy stosować w miejscach najbardziej przepuszczalnych, tak aby zapewnić szybkie obniżenie zwierciadła wody w przeciwnym razie proces obniżenia wody gruntowej może się nie udać.
Studnia depresyjna świetnie się sprawdzi jeżeli dno wykopu jest spoiste, a warstwa wodonośna z piasku zawierająca wodę naporową jest dość płytka. Ważne jest stosowanie odpowiednio wydajnych pomp umożliwiających odprowadzenie napływającej wody. Stosowanie pomp o małej wydajności spowoduje, że poziom wody w studni depresyjnej będzie tylko nieznacznie niższy od normalnego poziomu wód gruntowych przed pompowaniem.
Zobacz też:
